氢能-天然气混合燃料对固定式发电V2O5-WO3/TiO2催化剂选择性催化还原NOx的影响研究

《International Journal of Hydrogen Energy》：Effect of blending hydrogen into natural gas on selective catalytic reduction of NO x for stationary power applications using a V 2O 5-WO 3/TiO 2 catalyst

本研究探讨了在固定式发电应用中，将氢气混合到天然气中对商用V2O5-WO3/TiO2催化剂上选择性催化还原（SCR）脱除NOx的影响。结果表明，即使氢气燃烧产生高浓度水蒸气（高达34%），掺氢至高比例（100%）亦不抑制NOx转化，反而有所提升。研究为无需改造现有SCR装置即可实现低碳能源转型提供了重要依据。

　　

章节亮点

实验装置

一套用于进行一系列氨选择性催化还原（NH₃-SCR）实验的实验室规模石英填充床反应器（如图1所示），在模拟各种固定式发电应用的烟气环境中运行。进入反应器的进料流包括烟气成分，如CO₂、H₂O、N₂和O₂，以及SO₂和NO，还有用于SCR反应的NH₃。气体流速由Brooks质量流量控制器调节，水蒸气通过往复泵（LC-10 AD，岛津公司）提供...

烟气含量

在NH₃-SCR实验中测试了各种模拟烟气混合物，以代表燃料混合物中广泛的氢含量。虽然烟气中的CO₂含量随着氢气的增加而减少，但水蒸气浓度增加了。在接近化学计量比的当量比下，随着氢气的加入，水含量的增加比在更稀的当量比下更大，因为在更稀的当量比下，增加的水含量被过量的氧气所抵消。图2a显示了...

结论

本研究评估了将氢气混入甲烷对商用V₂O₅-WO₃/TiO₂ SCR催化剂性能的影响，并证明掺氢至高比例（100%）不会抑制SCR过程中的NO_x转化，即使在氢气燃烧产生的高水蒸气浓度（高达34%）下也是如此。氢气混合对NO_x转化的影响取决于燃料中氢含量的水平，换言之，取决于烟气中的水含量。对于...